СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 2002 года по МПК B01J20/20 C01B31/08 

Описание патента на изобретение RU2195365C1

Изобретение относится к области производства материалов и может быть использовано для очистки газовых сред от вредных примесей и решения широкого круга экологических задач.

Известен способ изготовления катализатора, включающий обработку активного угля пропиточным раствором, содержащим каталитические добавки меди, хрома и серебра в соотношении 1: (0,20-0:40): (0,01-0,03), вылеживание в течение 2-5 часов при 20-40oС, термообработку при 120-180oC со скоростью подъема температуры 2-5oС/мин (см. пат. РФ 2023503, кл. В 01 J 20/20, С 01 В 31/08, опубл.30.11.94).

Недостатком денного способа изготовления катализатора является сложность технологического процесса и высокие энергозатраты.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ изготовления сорбента-катализатора, включающий пропитку металлосодержащей угольной основы, предварительно прокаленной при 800-850oC в атмосфере перегретого водяного пара, каталитическими добавками бихромата калия и триэтилендиамина (ТЭДА) в соотношении 1: (0,04-0,08): (0,004-0,008), вылеживание в течение 1,5-1,8 ч и термообработку при температуре 110-140oС (см. пат. РФ 2108149, кл. В 01 20/20, C 01 B 31/08, опубл. 10.04.98).

Недостатком прототипа является низкая сорбционная активность по хлористому циану, являющемуся плохосорбирующимся токсическим газом, используемым в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение сорбционной активности по плохосорбирующимся газам.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим пропитку зерен угольной основы раствором каталитических добавок и триэтилендиамина, их вылеживание и термообработку.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что в качестве основы берут активный уголь с объемом микропор 0,30-0,35 см3/г, в качестве каталитических добавок используют соединения меди, хрома и серебра в соотношении, мас. %: (6,0-7,5): (2,0-2,5): (0,04-0,06), а термообработку проводят со скоростью подъема температуры 1-3oС/мин до 80-110oС.

Из научно-технической литературы авторам не известен способ изготовления катализатора, где в качестве основы берут активный уголь о объемом микропор 0,30-0,35 см3/г, в качестве каталитических добавок используют соединения меди, хрома и серебра в соотношении, мас.%: (6,0-7,5): (2,0-2,5): (0,04-0,06), а термообработку проводят со скоростью подъема температуры 1-3oС/мин до 80-110oС.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Микропоры активного угля, имеющие размеры, как правило, 0,4-0,8 нм, должны обеспечивать концентрирование плохосорбирующегося газа или пара и обеспечивать большую эффективность работы каталитического комплекса. Поэтому особенно важным является создание определенного баланса объема микропор, состава и структуры каталитического комплекса.

Опытным путем было установлено, что совокупность заявленных параметров способа создает наиболее благоприятные условия для повышения сорбционной активности по хлористому циану.

Способ осуществляется следующим образом. Берут активный уголь (типа АГ, АР или СКТ) с суммарным объемом пор 0,9-1,2 см3/г и объемом микропор 0,30-0,35 см3/г, имеющий размер зерен 0,5-1,5 мм, и проводят пропитку аммиачным раствором, содержащим каталитические добавки меди, хрома и серебра в соотношении (6,0-7,5): (2,0-2,5): (0,04-0,06) мас. % и (0,3-0,8) мас.% ТЭДА. Пропитку ведут из объема впитывания, равного 0,8-0,9 от суммарного объема пор активного угля.

После вылеживания зерен осуществляют термообработку со скоростью подъема температуры 1-3oС/мин до 80-110oС. Затем продукт выгружают, охлаждают на воздухе при комнатной температуре, после чего проводят оценку защитных характеристик по хлористому циану.

Условия испытаний следующие: концентрация паров - 5 мг/л; относительная влажность паровоздушной смеси - 75%; удельный объемный расход паровоздушной смеси - 0,5 л/мин •см2; высота слоя - 3,0 cм.

Пример 1
Берут 1 кг активного угля типа АГ-3 с суммарным объемом пор 0,9 см3/г и объемом микропор 0,30 см3/г, измельченного до размеров частиц 0,5-1,5 мм, и пропитывают его раствором меди, хрома и серебра в соотношении, мас.%: 6,0: 2,0: 0,04 с введением в раствор 0,3 мас.% ТЭДА.

Пропитку ведут из объема впитывания, равного 0,85 от суммарного объема пор активного угля. После вылеживания зерен в течение 1 ч при комнатной температуре осуществляют термообработку со скоростью подъема температуры 1oС/мин до 80oС.

Продукт охлаждают на воздухе и проводят оценку защитных характеристик по хлористому циану при указанных выше условиях.

Сорбционная активность катализатора по хлористому циану составила 38 мин.

Пример 2
Ведение процесса как в примере 1, за исключением того, что берут активный уголь с объемом микропор 0,35 см3/г, пропитку ведут раствором меди, хрома и серебра в массовых процентах в соотношении 7,5: 2,5: 0,06 и вводят в раствор 0,8 мас.% ТЭДА. Термообработку проводят со скоростью подъема температуры 3oС/мин до 110oС.

Сорбционная активность катализатора по хлористому циану составила 40 мин.

Пример 3
Ведение процесса как в примере 1, за исключением того, что берут активный уголь с объемом микропор 0,32 см3/г, пропитку угля ведут раствором меди, хрома и серебра в процентах массовых в соотношении (7,0: 2,2: 0,05) и вводят в раствор 0,5 мас. % ТЭДА. Термообработку проводят со скоростью подъема температуры 2oС/мин до 100oС.

Сорбционная активность катализатора по хлористому циану составила 45 мин.

При выходе за указанные интервалы объема микропор, соотношения каталитических добавок и условий термообработки цель изобретения не достигается.

Исследованный в аналогичных условиях катализатор, изготовленный по способу, описанному в прототипе (пат. РФ 2108149), показал сорбционную активность 18-20 мин.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить катализатор, значительно превосходящий известные по сорбционной активности по хлористому циану и другим плохосорбирующимся газам, что дает возможность создавать на его основе эффективные системы защиты органов дыхания, а также промышленные газоочистные установки.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение сорбционной активности по плохосорбирующимся газам, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Похожие патенты RU2195365C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ 2011
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Киреев Сергей Георгиевич
  • Курилкин Александр Александрович
  • Кузнецова Елена Сергеевна
  • Данелия Наталья Викторовна
RU2471708C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 2004
  • Алешина Г.В.
  • Гарцман И.И.
  • Карев В.А.
  • Кордиалик В.В.
  • Литвинская В.В.
  • Мухин В.М.
  • Соловьев С.Н.
  • Чебыкин В.В.
RU2254915C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА 2003
  • Мухин В.М.
  • Крайнова О.Л.
  • Чебыкин В.В.
  • Дворецкий Г.В.
  • Кордиалик В.В.
  • Мазничко А.А.
  • Фролов Н.А.
  • Симоянов А.А.
RU2228902C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБИРУЮЩЕГО БЛОКА 2005
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Каменер Евгений Абрамович
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Крайнова Ольга Леонтьевна
  • Фадеев Валерий Степанович
RU2297277C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА 2009
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Гарцман Израиль Иосифович
  • Зубова Инна Дмитриевна
  • Максимова Лидия Михайловна
  • Зубова Ирина Николаевна
RU2417121C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА 2016
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Гиматдинов Тимур Валерьевич
  • Гарцман Израиль Иосифович
RU2629668C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 1994
  • Мухин В.М.
  • Тамамьян А.Н.
  • Хазанов А.А.
  • Лейф В.Э.
  • Солин М.Н.
  • Крайнова О.Л.
RU2081822C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА - КАТАЛИЗАТОРА 2003
  • Димкович Н.Т.
  • Мухин В.М.
  • Чебыкин В.В.
  • Дворецкий Г.В.
  • Крайнова О.Л.
  • Хамкин В.Л.
  • Мечковский Л.В.
  • Фролов Н.А.
  • Нефедова З.А.
RU2236902C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 2005
  • Сырычко Василий Владимирович
  • Кордиалик Всеволод Владиславович
  • Куликов Николай Константинович
  • Шевченко Александр Онуфриевич
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Крайнова Ольга Леонтьевна
RU2281158C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕМОСОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПАРОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ 2010
  • Каменер Евгений Абрамович
  • Кравченков Алексей Захарович
  • Афанасьева Тамара Сергеевна
  • Чебыкин Валентин Васильевич
  • Кузнецов Борис Федорович
  • Лялин Андрей Вениаминович
RU2431523C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к области производства сорбционно-активных материалов и может быть использовано для очистки газовых сред от вредных примесей и решения широкого круга экологических задач. Предложен способ изготовления сорбента-катализатора, включающий пропитку зерен угольной основы раствором каталитических добавок и триэтилендиамина, их вылеживание и термообработку, причем в качестве основы берут активный уголь с объемом микропор 0,30-0,35 см3/г, в качестве каталитических добавок используют соединения меди, хрома и серебра в соотношении, мас.%: (6,0-7,5): (2,0-2,5): (0,04-0,06), а термообработку проводят со скоростью подъема температуры 1-3oС/мин до 80-110oС. Предложенный способ позволяет повысить сорбционную активность по плохосорбирующимся газам.

Формула изобретения RU 2 195 365 C1

Способ изготовления сорбента-катализатора, включающий пропитку зерен угольной основы раствором каталитических добавок и триэтилендиамина, их вылеживание и термообработку, отличающийся тем, что в качестве основы берут активный уголь с объемом микропор 0,30-0,35 см3/г, в качестве каталитических добавок используют соединения меди, хрома и серебра в соотношении, мас. %: (6,0-7,5): (2,0-2,5): (0,04-0,06), а термообработку проводят со скоростью подъема температуры 1-3oС/мин до 80-110oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2195365C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 1997
  • Мухин В.М.
  • Крайнова О.Л.
  • Васильев Н.П.
  • Дворецкий Г.В.
  • Быков Г.П.
  • Куликов Н.К.
  • Шевченко А.О.
  • Фролов Н.А.
RU2108149C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕМОСОРБЕНТА 1991
  • Мухин В.М.
  • Алешин А.И.
  • Шевчук С.А.
  • Тамамьян А.Н.
  • Никоноров А.Н.
RU2023503C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 1995
  • Тамамьян А.Н.
  • Внучкова В.А.
  • Солин М.Н.
  • Голубев В.П.
  • Лейф В.Э.
RU2083274C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 1999
  • Тамамьян А.Н.
  • Зимин Н.А.
  • Лейф В.Э.
  • Солин М.Н.
  • Внучкова В.А.
RU2146173C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА 1994
  • Мухин В.М.
  • Тамамьян А.Н.
  • Хазанов А.А.
  • Лейф В.Э.
  • Солин М.Н.
  • Крайнова О.Л.
RU2081822C1

RU 2 195 365 C1

Авторы

Мухин В.М.

Крайнова О.Л.

Чебыкин В.В.

Дворецкий Г.В.

Фролов Н.А.

Даты

2002-12-27Публикация

2002-01-15Подача